8种宽带网络接入技术解析

作者:未知

   宽带接入技术是目前通信技术中最为活跃的领域之一。在电信网络中,接入网络连接用户和业务的节点,主要是解决传输、复/分接、资源共享等问题。随着带宽要求的提高,光纤不断向用户延伸,FTTB(光纤到大楼)、FTTC(光纤到路边)、FTTCab(光纤到楼阁)和FTTZ(光纤到小区)已正在实施。于是,在技术上有如下两个需要解决的问题:一是ONU(光网络单元)与OLT(光线路终端)之间应采用何种技术来进行信息的传输;二是用户终端或局域网络以何种方式接入ONU。解决这两个方面问题(特别是后者)的技术都比较多,它们在传输特性、市场定位、物理位置及要解决的问题都有所不同,在今后的实际接入网络中很可能是多种技术并存,本文将对一些主要的有线宽带接入技术作介绍。
   目前主要的有线宽带接入技术包括:普通Modem、N-ISDN(窄带综合业务数字网)、Cable Modem与HFC(混合光纤同轴电缆)、HDSL(高速数字用户环路)与SDSL(对称数字用户环路)、ADSL(不对称数字用户环路)与G.lite(无分路器ADSL)、VDSL(甚高速数字用户环路)、HomePNA(家庭电话线联网联盟)、Ethernet、SDH(同步数字序列)、PON(Passive无源光网络)与APON(ATM无源光网络)、IM-DSL(反向多路复接数字用户环路)等。一般来说,任何宽带接入技术都有相应的CO(局端设备)和RT(用户端设备),但后者更具有多样性。
   1.普通Modem
   普通Modem是目前实现窄带Internet接入的主要方式之一,技术成熟,最高传输速率达56Kbps。在技术上它不依赖光接入网络;在产品上包括用户所用的Modem和放在电信机房的Modem池。由于其速率较低,正在逐步被N-ISDN和其他技术所取代。
   2.N-ISDN
   N-ISDN,又稱“一线通”,也是一种成熟的、依赖光接入网络的窄带接入的铜线技术,目前主要利用2B+D来实现电话和Internet接入,典型下载速度可达64Kbps,基本上能够满足目前窄带浏览的需要,是广大Internet用户提高上网速度的一种经济而有效的选择。ISDN设备包括交换机和终端设备,其中终端设备种类很多,但从功能上讲,主要是ISDN网络终端、终端适配器、路由器和可视电话等功能的自由组合,同时提供不同接口(如:ISA、PCI、RS232、USB、模拟电话口、以太网口等)以适应不同需求。
   3.Cable Modem与HFC
   Cable Modem(线缆调制解调器)是利用有线电视网实现用户宽带数据接入的一种方法,也是混合光纤同轴网中的关键技术之一。HFC是宽带接入技术中最早成熟和进入市场的一种,具有宽带和相对的经济性的特点。HFC在一个500户左右的光节点覆盖区可以提供60路模拟广播电视、每户至少2路电话、速率至少高达10Mbps的数据业务。将来利用其550~750MHz频谱还可以提供至少200路MPEG-2的点播电视业务以及其他双向电信业务。从长远看,HFC网计划提供的是所谓FSN(full service network,全业务网),即以单个网络提供各种类型的模拟和数字业务,并逐步从多用户共享上述带宽过渡到单个用户独享。
   4.HDSL与SDSL
   HDSL是在无中继的用户环路网上,用无负载电话线对称地高速传输信息,典型速率2Mbps,距离可达3~5km,使用两对或三对双绞铜线,不需选择线对、误码率低、采用线路码,具有良好的频谱兼容性。目前HDSL技术已经发展得比较成熟,主要用于替代传统的T1/E1,解决分散用户宽带接入技术,传送多路语音、视频和数据。SDSL是HDSL的简化版本,使用单根双绞线,可以提供双向高速可变比特率连接,速率范围从160Kbps到2Mbps,在0.4mm双绞线上,最大传输距离是3km。HDSL/SDSL可以与FTTB/FTTC相结合。从功能上讲,HDSL设备种类不多,各厂家设备兼容性差;SDSL成熟稍晚,产品类型也不太丰富。
   5.ADSL与G.lite
   ADSL是在无中继的用户环路网上,用有负载电话线不对称地高速传输信息,与HDSL/SDSL相比,避免了用户侧干扰问题,提高了传输速率,延长了传输距离。ADSL采用DMT(Discrete Multitone,离散多音频)线路码,下行通信可以支持的速率为1.5~8Mbps或更高,上行通信速率为16~640Kbps或更高,模拟用户话路独立,目前已能在0.5芯径双绞线上将6Mbps信号传送3.6km之远。G.lite是一种简化的ADSL,以降低成本和方便用户端设备的安装。其下行速率最高1.5Mbps,上行最高512Kbps,可不用电话分离器,最大传输距离可达5km。
   ADSL(包括G.lite)的CO端设备DSLAM(数字用户环路多路复用器)主要实现复/分接的功能,可以放在市话端局或小区,放在小区的目的是提高传输速率并可使更普遍的用户使用ADSL,这时需要光接入网的配合;用户端设备很多,从功能上讲主要包括:不同接口(PCI、USB、以太网)的ADSLModem、适应不同需求的ADSL路由器、同时提供数据和话音的综合网关、分离器或低通滤波器。目前,在终端产品价格上G.lite和ADSL相差不是太大,主要是在DSLAM价格上有差别,但是由于电信运营商更看中全速率的ADSL DSLAM,而目前的ADSL芯片和设备既支持全速率的ADSL,也支持G.lite,所以在实际中纯粹的G.lite产品反而不多见。
   6.VDSL
   在开发ADSL中发现,适当减少距离会大大提高传输速率,这便出现了VDSL。VDSL系统中的上下信道频谱是利用频分复用技术分开的,编码方式有CAP(无载波幅度相位调制)、DMT和DWMT(离散小波多音频)三种。VDSL上下行速率也是不对称的,其下行速率有3档:13Mbps、26Mbps和52Mbps,相应传输距离为1500m、1000m和300m;上行速率一般也有3档:1.6Mbps、2.3Mbps和19.2Mbps。VDSL必须与FTTB、FTTC、FTTCab、FTTZ相结合使用。在产品上,VDSL与ADSL类似,但由于VDSL技术出现比较晚,正式产品不多。
   7.HomePNA
   HomePNA是一种利用电话线组建局域网的技术,解决家庭用户的多台设备连接问题,还不能作为一种独立的宽带接入技术来看待。从频谱来看,HomePNA物理层信号分布在5.5MHz和9.5MHz之间,中心频率是7.5MHz,数据传输速率是1Mbps;在媒体访问控制层上,HomePNA利用现有的以太网协议;在连接方式上,HomePNA技术可使网络内所有的节点按菊花链的方式连接,无须中央汇接或交换,这种连接方式有助于简化安装,还可巧妙地改变家庭电话布线随机拓扑结构。
   从产品上讲,HomePNA的终端设备正在从独立的网络接口卡、PC主板上嵌入式网卡向集成到10/100M快速以太网卡上发展;为了解决接入Internet问题,HomePNA与xDSL和普通调制解调器结合,形成智能住宅网关。
   8.Ethernet
   由于10/100M以太网目前已普及、1000M以太网技术的成熟、价格低廉、目前人们只需要IP业务并对QOS要求并非十分迫切等原因,全以太网接入方案被广泛关注,其基本构想是:建立以1000M以太网为骨干网,实现1000M以太网到大楼、路边、小区,然后通过100M以太网到大楼的楼层、小型楼宇和居民楼,再通过10M以太网到办公室和桌面。目前,用户使用以太网卡和5类线与楼层内设备相连;楼层内是工作在第二层的交换机(采用VLAN技术),通过普通Modem实现带外管理,并多采用远程供电;小区设备是更高吞吐量的第二层的交换机(采用VLAN技术),通过混合光缆和Modem管理楼层内的交换机并为之供电;多个小区通过光纤共享一个千兆路由器和NAT(网络地址映射);骨干网把多个路由器连接起来,构成宽带IP城域网。用户间的访问应通过路由器,用户管理也在路由器所在的节点处完成。
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